人工分子马达（artificial molecular motors）是以单向运动的形式，将外部能量转化为有用功。主要在溶液中进行研究，但也在固体表面上进行研究，固体表面提供了固定参考点，并可跟踪分子马达的运动。
然而，这些分子需要复杂的设计和合成，因为分子马达功能，必须印迹到化学结构中，并且与在溶液中相比，在固体表面上，显示出了降低的功能性。另一方面，DNA步行器Walkers赋予了较高方向性，因其包括作为运动功能的一部分表面，但是却需要化学表面图案化，以及用于运动激活的连续溶剂修饰。今日，奥地利 格拉茨大学(University of Graz) Grant J. Simpson，Leonhard Grill等，在Nature上发文，报道了在没有任何液体的均匀金属表面上，以更小的长度尺度运行高效分子马达。这是通过将表面与简单分子结合来实现的，该简单分子本身不包含任何运动单元。在单分子水平上，跟踪运动是由分子内质子转移触发的，并对势能面进行相应的调制。每个分子，沿着原子定义的直线，以100%单向性移动。单个一氧化碳分子的受控传输证明了，这种分子马达执行了有意义的工作。这个简单的设计理念，实现了在原子尺度上，调控纳米结构自下而上组装的理论基础。![]()
Adsorbate motors for unidirectional translation and transport.![]()
图1: 1-(p-toluidine)-7-(p-tolylimino)-1,3,5-cycloheptatriene，ditolyl-aminotroponimines，ATI分子，在Cu(110)晶面上的单向运动。
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图2:N–H伸缩振动，作为分子运动的触发器。
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图3:单向运动的势能景观。
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图4:吸附物马达充当单个Co分子的“扫雪机snowplough”。
（小注：DNA步行器walkers是一类特定DNA结构在链置换或酶催化反应驱动下，沿特定轨道定向移动的DNA纳米机器。）Simpson, G.J., Persson, M. & Grill, L. Adsorbate motors for unidirectional translation and transport. Nature 621, 82–86 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06384-yhttps://www.nature.com/articles/s41586-023-06384-y声明：仅代表译者个人观点，小编水平有限，如有不当之处，请在下方留言指正！